基于四粒子GHZ态的可控量子双向隐形传态及安全性

提出一个基于四粒子GHZ纠缠态实现未知单粒子态的可控量子双向传态方案.通信双方Alice和Bob以及控制方事先密享两对四粒子GHZ纠缠态以构建量子信道,根据纠缠粒子的不同分发方式,以及测量时所选择的不同测量基,可以分别实现三方和四方参与的可控量子双向传态.通信开始后,Alice和Bob分别对自己拥有的部分粒子作量子投影测量,若控制方同意双方通信,则对自己拥有的粒子作测量并通过经典信道公布测量结果.通信双方根据控制方公布的测量结果对各自的某个粒子作相应的幺正变换,即可在己方的粒子上重建对方待传的量子态.由于第三方Charlie以及第四方Dennis的加入,整个双向传态的安全性大为提高.     

多控制者下的双向量子隐形传态

提出了一种多控制者的双向量子隐形传态方案。在该理论方案中有三个控制者协助通信,纠缠资源为最大七粒子纠缠态,其中通信者Alice和Bob以及三个控制者预先秘密共享最大七粒子纠缠态以构建量子信道。三个控制者的参与提高了通信的安全性,同时也避免了执行三粒子联合测量的复杂性。在通信过程中,首先Bob对自己密享的粒子执行酉操作,接着通信方各自对自己手中的粒子执行Bell基测量。假如控制者同意双方通信,便对自己手中的粒子执行单粒子测量并将测量结果通过经典信道传输给通信者。通信方分别结合控制者所公布的测量结果做相应的酉操作,这样便能完美地实现双向量子控制隐形传态。     

双向隐形传态方案及安全性分析

提出了一种用Bell纠缠态作为量子信道,实现双向隐形传态的方案.通信双方Alice、Bob事先共享二对Bell纠缠态,通信开始后,Alice、Bob分别对自己拥有的部分粒子作Bell基联合测量,并将测量结果通过经典信道告诉对方.Alice、Bob根据对方提供的测量结果,做相应的幺正变换,即在己方的粒子上,再现对方要传的量子态信息,从而实现双向传态的目的.为了提高量子双向隐形传态的安全性,加入第三方控制,分析表明,通过增加控制方的粒子数可以增加系统的安全性,但增加到一定数量后,将无助于量子信道安全性的提高.     

基于GHZ纠缠态实现纯EPR对的双向量子隐形传态

提出了一种基于Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)纠缠态进行纯EPR对双向隐形传态的方案.通过使用纠缠交换技术,通信双方Alice和Bob共享两对三粒子GHZ纠缠态来构建量子信道.方案中通过使用受控非门操作,单量子位测量以及适当的幺正操作,通信双方可以同时发送一个纯EPR对给对方.故相比仅可以传送单一量子态的方案更经济.     

基于三粒子GHZ态的双向量子可控隐形传态

提出基于三粒子GHZ态的双向量子可控隐形传态方案.方案中,使用两个三粒子GHZ态作为量子通道.而根据在量子通道中发送者,接收者和控制者所拥有的粒子的不同以及所采用的测量基的不同,设计出了三方参与的双向可控量子隐形传态方案和四方参与的双向可控量子隐形传态方案.在方案中,Alice和Bob对所拥有的粒子做合适的投影测量,并将其测量结果通知对方和控制者.若控制者同意此次传态,则会对自己所拥有的粒子做投影测量,并将结果告知接收者.接收者根据发送者和控制者的测量信息,做出相对应的幺正操作来重建发送者的量子态.同时三方参与和四方参与的量子可控隐形传态方案提高了通信的安全性.     

基于(2m+1)粒子纠缠态的任意m粒子态量子可控离物传态(英文)

提出了一个基于高维2m+1粒子纠缠态的任意m粒子态量子可控离物传态方案,发送方Alice对需传送的未知态量子系统和手中的纠缠粒子执行m个广义Bell基测量,控制方执行广义X基测量,依据预先共享量子纠缠态非定域相关性,接收方对手中的粒子执行相应的幺正操作就可以重建原来未知量子态.与其他方案相比,方案减少了任意高维多粒子态可控离物传送所需传送粒子数.我们进一步讨论了基于纯纠缠信道的概率量子可控离物传态方案,通过与发送方和控制方合作,接收方只需对手中的纠缠粒子和引入的附加粒子执行联合幺正演化和投影测量,就可以在他的粒子上概率的重建原来的未知量子态,最后,方案计算讨论了基于纯纠缠态量子可控离物传态成功概率与信道纠缠度之间的关系.     

基于cluster态任意单粒子态可控量子信息共享

基于cluster态具有较强的纠缠顽固性,提出两个利用四粒子cluster态传送任意单粒子态的量子信息共享方案.第一个方案中发送者Alice、控制者Charlie和接收者Bob共享一个四粒子纠缠态,首先Alice对自己拥有的粒子执行一个三粒子Von-Neumann联合测量,然后Charlie对其拥有粒子执行Z基测量,最后Bob根据发送者和控制者的测量结果,对所拥有的粒子做适当的幺正变换,就能重建共享的单粒子任意态.第二个方案利用一个辅助粒子,发送者Alice、控制者Charlie只需做Bell基测量,Bob通过比特位翻转和幺正变换即可得到Alice传送的量子态.与已有方案相比,两方案信息共享的成功概率为100%,且只需四粒子cluster态为载体,可在目前实验室技术条件下实现.     

三能级单量子态控制双向量子隐形传态

采用张量表示和广义三维贝尔基测量的方法,提出了实现三能级单量子态控制双向量子隐形传态的协议.协议中,控制者Carol的量子态为任意广义三维贝尔基.选择六粒子纠缠态作为量子通道,并给出了判断任意六粒子纠缠态能否作为量子通道的必要条件.基于该条件,借助SO(3)群元素的幺正性,选择其任意两个元素作为幺正矩阵,给出了构建量子通道的一般方法.列举了两个具体构建量子通道的例子,其中Alice、Bob、Carol共同作用,进行相应的广义三维贝尔基测量和对应的幺正变换,最终实现了Alice和Bob之间量子态的交换,从而验证了所提协议的可行性.     

二粒子态控制双向量子隐形传态（英文）

为实现二粒子态的控制双向量子隐形传态,基于张量分析、贝尔基测量和冯·诺依曼测量等方法,提出二粒子态控制双向量子隐形传态的通道准则,准则中,选择九粒子纠缠态为量子通道,并给出任意九粒子纠缠态能否作为量子通道的必要条件.基于该条件,控制者完成冯·诺依曼测量后,通道被分为单通道、双通道、三通道和四通道.以双通道为例进行计算分析,在Alice、Bob和Controller的共同作用下,经冯·诺依曼测量后进行贝尔基测量和对应的幺正变换,最终实现Alice和Bob之间量子态的交换,通过双通道的隐形传输,验证了所提准则的可行性并给出量子通道选择的一般方法.     

控制的量子隐形传态和控制的量子安全直接通信

我们提出了一个控制的量子隐形传态方案。在这方案中，发送方Alice 在监督者Charlie的控制下以他们分享的三粒子纠缠态作为量子通道将二能级粒子未知态的量子信息忠实的传给了遥远的接受方Bob。我们还提出了借助此传态的控制的量子安全直接通信方案。在保证量子通道安全的情况下， Alice直接将秘密信息编码在粒子态序列上，并在Charlie控制下用此传态方法传给Bob。Bob可通过测量他的量子位读出编码信息。由于没有带秘密信息的量子位在Alice 和Bob之间传送，只要量子通道安全， 这种通信不会泄露给窃听者任何信息， 是绝对安全的。这个方案的的特征是双方通信需得到第三方的许可。     

基于非最大纠缠的五粒子Cluster态的高效量子态共享方案

本文提出了一个新的未知量子态共享方案,使用一个非最大纠缠的五粒子Cluster态作为量子通道来实现任意两粒子未知量子态的共享. 即就是发送方（Alice）,接收方（Bob）和控制方（Charlie）共享一个非最大纠缠的五粒子Cluster态. 与以前传统方案不同,在本方案中发送方引入一个辅助粒子,并对其手中的粒子进行正交完备基测量,而接收方不需要引入辅助粒子,只需要执行适当的幺正操作,即可以方便的完成信息的顺利接收. 控制方通过对自己手中的粒子做单粒子投影测量来控制和协助通信双方,使得任意两粒子的未知量子态共享方案得以成功实现. 关键词： 量子态共享 五粒子Cluster态 正交完备基测量 单粒子投影测量     

三能级单量子态控制双向量子隐形传态（英文）

采用张量表示和广义三维贝尔基测量的方法,提出了实现三能级单量子态控制双向量子隐形传态的协议.协议中,控制者Carol的量子态为任意广义三维贝尔基.选择六粒子纠缠态作为量子通道,并给出了判断任意六粒子纠缠态能否作为量子通道的必要条件.基于该条件,借助SO(3)群元素的幺正性,选择其任意两个元素作为幺正矩阵,给出了构建量子通道的一般方法.列举了两个具体构建量子通道的例子,其中Alice、Bob、Carol共同作用,进行相应的广义三维贝尔基测量和对应的幺正变换,最终实现了Alice和Bob之间量子态的交换,从而验证了所提协议的可行性.     

未知三粒子GHZ纠缠态的网络多人控制传送

提出一种多人控制的三粒子GHZ纠缠态的量子隐形传送方案,为了实现传送,Alice需要对自己的三对粒子实施Bell测量并将结果通知Bob,异地的众多监控者对各自的控制位粒子实施Hadamard变换和投影测量.接受者Bob在Alice和所有监控的者发送的经典信息的协助下只需要施行简单的幺正变换就能成功实现量子态的隐形传送,传送过程中任意一个参与者的缺席都将导致传送的失败.     

通过四比特 态实现任意量子态的量子隐形传态方案

提出了一个将四比特|χ〉态作为量子通道实现任意单量子比特和两量子比特的量子态的隐形传送方案.该方案依赖于两个通信站点之间的纠缠.在这个方案里,我们给出了Alice的测量结果以及Bob进行的相应的幺正操作,计算结果表明,该隐形传送方案是完美的,也就是说它的成功概率可达到1.此外,该方案中用到的测量以及纠缠通道的制备在目前的技术下是完全可行的.因此,我们的方案有望在实验上实现.     

基于五粒子团簇态实现经济和简单的二粒子任意态的可控隐形传态(英文)

通过对五粒子团簇态新应用的研究,提出了一个经济和简单的二粒子任意态的可控隐形传态方案.在这个方案中,发送者(Alice)、控制者(Charlie)和接收者(Bob)共享一个五粒子团簇态,发送者只需要执行Bell基测量,而控制者也仅需要执行单粒子投影测量.接受者根据发送者和控制者的测量结果,对自己拥有的粒子做适当的幺正变换,就可以重建发送者的二粒子任意态.这个可控隐形传态方案是决定性的,成功的概率为100%.与使用相同的量子信道进行二粒子任意态的可控隐形传送方案相比,不需要执行多粒子的联合测量,从而使得这个方案更加简单.     

基于五粒子团簇态实现经济和简单的二粒子任意态的可控隐形传态

通过对五粒子团簇态新应用的研究,提出了一个经济和简单的二粒子任意态的可控隐形传态方案.在这个方案中,发送者（Alice）、控制者（Charlie）和接收者（Bob）共享一个五粒子团簇态,发送者只需要执行Bell基测量,而控制者也仅需要执行单粒子投影测量.接受者根据发送者和控制者的测量结果,对自己拥有的粒子做适当的幺正变换,就可以重建发送者的二粒子任意态.这个可控隐形传态方案是决定性的,成功的概率为100%.与使用相同的量子信道进行二粒子任意态的可控隐形传送方案相比,不需要执行多粒子的联合测量,从而使得这个方案更加简单.     

通过纠缠交换实现N粒子任意态的概率传态

量子隐形传态的杰出安全特性使其在未来的通讯领域充满潜力.量子力学的不确定性原理和不可克隆定理禁止对量子态进行直接复制,因此,量子隐形传态将量子态划分为经典和量子两部分,信息分别经由经典和量子通道从发送者Alice传递给远方的接收者Bob,根据这两种信息,Bob实行相应操作就可以以一定的几率重建初始传送态.利用一般意义的隐形传态方案,提出一种简便的新方法实现了一个N粒子任意态的概率传态.方法采用N个非最大纠缠的三粒子GHZ态作为量子通道,避免了引入额外的辅助粒子.为了实现传态,Alice将所有粒子分成N份,对第i份的粒子对(i,x_i)实行Bell测量并将结果通过经典通道通知Bob,Bob对粒子(y_i,z_i)进行相应的操作就可以完成第i个粒子信息的传送.当完成N次相似的重复操作后,Bob就可以准确地重建初始传送态.文中以Bell态测量为基本手段,重复的操作同时也降低了实验难度,作为一个特例,文中给出了一个两粒子任意态的传态方案.     

利用两个EPR态完全隐形传输四粒子W态

为了减少量子隐形传态中的测量次数和运算量,提出了一个利用两个EPR对作为量子信道,实现四粒子W纠缠态的隐形传输的方案.发送者Alice只需利用16个正交完备测量基对要传送的未知四粒子纠缠W态和两个EPR对中属于自己的粒子做一次正交完备基测量,然后将测量所产生的16种塌陷态结果通过经典信道告知接收者,接收者Bob根据这些信息,通过引入两个辅助粒子B3B4,并对手中拥有的粒子做适当的Toffoli门、C-Not门、Pauli-X门、Pauli-Z门变换,就能将16种畸变态全部恢复到发送者Alice欲传送的未知四粒子原始量子态,从而以100%的概率实现四粒子纠缠W态的隐形传输.利用量子力学波函数的叠加原理和变换算符的思想,很容易得出正交完备基测量后的16种塌陷态表达式和接收者Bob所做的由量子门组成的幺正变换的表达式.该方案中由于采用了正交完备基测量的方法,大大减少了发送者所需要做的测量计算,而且整个方案只需要一次正交完备基测量和由各种量子逻辑门组成的简单幺正变换,实现更为容易.     

基于纠缠交换和团簇态实现二粒子任意态的可控隐形传态

提出一个对二粒子任意态的可控隐形传态方案,利用四粒子团簇态作为量子信道,用EPR态实现控制.首先,发送者向控制者提出申请,控制者再对其拥有的2个粒子做Bell基测量,并把结果通知发送者,实现纠缠交换.然后,发送者对自己手中的四个粒子做适当的幺正变换,接着进行纽曼测量,并把结果通知接受者.接受者根据发送者的测量结果,对自己拥有的粒子做适当的幺正变换,就可以重建发送者的二粒子任意态.方案成功的概率为100%.     

基于cluster态的信道容量可控的可控量子安全直接通信方案

提出了一种基于五粒子cluster态的信道容量可控的可控量子安全直接通信方案.通信三方利用五粒子cluster态自身的粒子分布情况,结合诱骗光子,对粒子分别做Z基单粒子测量和Bell基测量,便可完成信道的第一次安全性检测.通信控制方Cindy通过对手中的粒子序列随机选用测量基(Z基或者X基)测量来决定信道容量,并通过经典信道公布结果.发送方Alice将要发送的信息以及校检信息用于对手中的粒子序列进行幺正操作编码,并插入诱骗光子后将编码后的粒子序列发给接收方Bob并通过经典信道告知其诱骗光子的位置信息.Bob接收到粒子序列后,按照经典信道Alice发送的信息,结合Cindy公布的信息,剔除诱骗光子后按照一定的规则对手中的两组粒子序列进行Bell基测量,便可解码完成第二次安全性检测以及得到Alice发送的信息.通过对五粒子cluster态的纠缠结构性质进行分析,阐明了五粒子cluster态在该方案中所表现出的特点的物理缘由.结果表明,只需变化测量基的规则和用于编码的粒子,可以将该方案推广成可控双向量子安全直接通信.